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【文/科工力量專欄作者 鐵流】

日前，美國與日本、荷蘭達(dá)成協(xié)議，同意限制向中國出口制造先進(jìn)半導(dǎo)體所需的設(shè)備。該消息傳出后，全球半導(dǎo)體相關(guān)企業(yè)股價(jià)出現(xiàn)不同程度的波動(dòng)，臺灣《自由時(shí)報(bào)》認(rèn)為，美國與荷蘭和日本達(dá)成的該協(xié)議相當(dāng)于對大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)行“核彈級制裁”。歐盟內(nèi)部市場執(zhí)行委員布雷頓表示：“我們完全同意剝奪中國最先進(jìn)芯片的策略，我們不能讓中國獲得最先進(jìn)的技術(shù)。在限制中國獲得微芯片、量子計(jì)算和人工智能等技術(shù)方面，歐盟和美國有非常強(qiáng)烈的一致性。”

鐵流認(rèn)為，如果美國與日本、荷蘭達(dá)成協(xié)議共同限制對中國大陸的半導(dǎo)體設(shè)備出口，確實(shí)會給大陸晶圓廠產(chǎn)能擴(kuò)建造成較大負(fù)面影響。但這種協(xié)議到底如何落地依然是未知數(shù)，而且有不少漏洞可以利用?？偟膩砜?，這項(xiàng)協(xié)議對于中國大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。

半導(dǎo)體設(shè)備市場基本被歐美日廠商壟斷

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大致可以分為設(shè)備、設(shè)計(jì)、原材料、制造、封裝測試五個(gè)部分。全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分工呈現(xiàn)“雁行”狀態(tài)，美國及其歐洲盟友占據(jù)技術(shù)門檻和利潤最高的半導(dǎo)體設(shè)備和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，日本、美國公司占據(jù)了原材料環(huán)節(jié)，臺灣地區(qū)和韓國占據(jù)了制造環(huán)節(jié)，臺灣地區(qū)和中國大陸占據(jù)了封裝測試環(huán)節(jié)。

具體到半導(dǎo)體設(shè)備而言，美國應(yīng)用材料、泛林、科壘依次名列全球半導(dǎo)體設(shè)備商前五強(qiáng)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場為1000億美元，應(yīng)用材料、泛林、科壘營業(yè)收入分別為241億美元、165億美元、81億美元，三家公司營收合計(jì)487億美元，全球市場占有率達(dá)45%以上?？涛g設(shè)備、離子注入設(shè)備、物理氣相沉積設(shè)備和化學(xué)氣相沉積設(shè)備均為美國設(shè)備公司的強(qiáng)勢領(lǐng)域，應(yīng)用材料占據(jù)物理氣相沉積設(shè)備占據(jù)全球市場份額30%以上，化學(xué)氣相沉積設(shè)備占據(jù)全球市場份額的50%以上。

日本半導(dǎo)體設(shè)備商雖然在走下坡路，尼康、佳能的光刻機(jī)被ASML打得潰不成軍，但瘦死的駱駝比馬大，依然有東京電子、尼康等半導(dǎo)體設(shè)備公司，2021年，在全球營收排名前15的設(shè)備廠商中，日本公司占據(jù)7家，營收合計(jì)370億美元，營收總額僅次于美國設(shè)備商。

就荷蘭來說，在光刻機(jī)方面獨(dú)孤求敗的ASML可謂大名鼎鼎，基本壟斷了全球高端光刻機(jī)市場，其EUV光刻機(jī)目前是獨(dú)家生意，單臺EUV光刻機(jī)售價(jià)超1億美元。

目前，中國半導(dǎo)體設(shè)備廠商在國內(nèi)市場僅占17.2%的市場，近83%左右的市場全部被國外的設(shè)備所占據(jù)，這還是這幾年因中美貿(mào)易摩擦下對本土廠商有一定政策傾斜的結(jié)果。放眼全球，中國半導(dǎo)體設(shè)備廠商的市場份額僅為5.2%。就技術(shù)水平來說，中國設(shè)備商與國外寡頭差距明顯，上海微電子商業(yè)量產(chǎn)的光刻機(jī)只能加工90nm芯片，與ASML差距在10年以上。在刻蝕、薄膜、量測檢測、離子注入、涂膠顯影等方面，國內(nèi)企業(yè)與應(yīng)用材料、泛林、東京電子等國際大廠均存在一定差距。

國產(chǎn)設(shè)備在局部有亮點(diǎn) 無法實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈

雖然近些年一些媒體會有沸騰體的方式報(bào)道本土企業(yè)在半導(dǎo)體設(shè)備上取得的突破，但總體形勢是比較嚴(yán)峻的，國內(nèi)企業(yè)當(dāng)下只能在局部有亮點(diǎn)，無法做到全流程國產(chǎn)化。比如一些自媒體宣傳中微半導(dǎo)體成功研發(fā)出了5nm刻蝕設(shè)備，仿佛國內(nèi)企業(yè)在刻蝕設(shè)備上就不被人卡脖子了。事實(shí)上，這款5nm刻蝕設(shè)備只是刻蝕流程中CCP介質(zhì)刻蝕里的多種設(shè)備中的一種，前后道制程ICP與CCP一共接近30種刻蝕設(shè)備，中微與北方華創(chuàng)目前只能完成1/4左右，3/4被國外大廠壟斷。即便門檻相對較低的清洗設(shè)備，目前也只能做到50%的國產(chǎn)化率，其中的去膠設(shè)備，國產(chǎn)機(jī)器性能已經(jīng)接近外商，但依然有3成設(shè)備是目前國產(chǎn)做不了的。

最近幾年，國內(nèi)一些企業(yè)著手布局去美化生產(chǎn)線，以緩解美國對國內(nèi)芯片制裁的壓力，其主要?jiǎng)幼骶褪怯脷W洲和日本的半導(dǎo)體設(shè)備替代美國的設(shè)備。在國產(chǎn)化替代方面有一些動(dòng)作，比如清洗設(shè)備，在光刻、薄膜沉積、刻蝕、量測檢測、離子注入、涂膠顯影等環(huán)節(jié)主要還是使用國外設(shè)備，2022年最新裝機(jī)的fab中芯京城28nm產(chǎn)線為例，第一期的國產(chǎn)化率只有25%，而且主要集中在去膠這些技術(shù)門檻相對低一些的領(lǐng)域。

是否能做是一回事，是否好用又是另一回事。從中芯國際的情況看，由于采購國產(chǎn)設(shè)備，提升國產(chǎn)設(shè)備占比，不得不降低認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而導(dǎo)致良率下滑——中芯國際28nm含美線良率在85%左右，25%國產(chǎn)化率的非美線預(yù)計(jì)可以達(dá)到75%。如果進(jìn)一步提升國產(chǎn)化比例，良率只會更低。作為對比，臺積電28nm良率96%。

根據(jù)行業(yè)慣例，晶圓廠的良率要達(dá)到80%以上才能盈利，這就使國內(nèi)晶圓廠在維持國產(chǎn)化生產(chǎn)線運(yùn)營時(shí)無法盈利，必須依賴國家補(bǔ)貼。如果全國的晶圓廠同時(shí)陷入巨額虧損，將很難穩(wěn)定人才隊(duì)伍，且不利于技術(shù)研發(fā)，對當(dāng)?shù)氐呢?cái)政也會造成不小的負(fù)擔(dān)。誠然，短期可以通過財(cái)政補(bǔ)貼的方式維持晶圓廠的現(xiàn)金流，但國家補(bǔ)貼只是權(quán)宜之計(jì)，而非長久之計(jì)。

可以說，從無到有，從有到好，需要在市場中反復(fù)打磨和實(shí)踐，需要不斷累積經(jīng)驗(yàn)，一代又一代的優(yōu)化與更迭，這是一個(gè)螺旋式提升的過程，國外大廠的設(shè)備品質(zhì)好，臺積電的產(chǎn)線良率高，是不斷技術(shù)更新獲得的。這需要我們投入人力、資金和十年以上的時(shí)間持之以恒去追趕，非一朝一夕可速成，更不可能一蹴而就。

協(xié)議未必會被嚴(yán)格落實(shí)且存在漏洞

目前，美日荷只是初步達(dá)成協(xié)議，這項(xiàng)協(xié)議如何落地依舊是未知。我認(rèn)為這項(xiàng)協(xié)議未必會被嚴(yán)格落實(shí)，而且在落實(shí)過程中，也有一定可操作余地。

就荷蘭而言，制裁中國沒有任何好處，反而會使ASML失去中國市場。這也是荷蘭在該事項(xiàng)上反復(fù)無常的原因——1月15日，荷蘭還表示，荷蘭有自己的判斷，不會草率接受美國要求；在1月底卻加入了美國主導(dǎo)制定的三方協(xié)議；1月30日，荷蘭外長胡克斯特拉與中國外長秦剛進(jìn)行了電話會談，為向中國示好，荷蘭還做出了一項(xiàng)重要承諾：荷蘭將繼續(xù)以負(fù)責(zé)任的方式，處理對中國的經(jīng)貿(mào)相關(guān)事宜，而且還希望能夠在多個(gè)領(lǐng)域加強(qiáng)中荷兩國的合作。

由此可見，荷蘭更多是受美國的政治壓力，不得不屈從，并非鐵了心和中國過不去。因此，荷蘭必然會在政治風(fēng)險(xiǎn)和商業(yè)利益中間尋找一個(gè)折中點(diǎn)，荷蘭會根據(jù)國際局勢調(diào)整其政策尺度，爭取幾家都不至于太得罪，同時(shí)又把錢給掙了。

日本的情況也是類似，日本的野心很大，恰恰中國和日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是能夠形成互補(bǔ)的，雖然日本原材料廠商依然強(qiáng)勢，但半導(dǎo)體設(shè)備廠商被應(yīng)用材料、ASML、泛林等歐美廠商打得很慘，高端光刻機(jī)基本被ASML壟斷，尼康只能撿一些殘羹冷炙，佳能的光刻機(jī)幾乎絕跡。

在美國半導(dǎo)體設(shè)備商遵循美國禁令撤離中國大陸市場之際（應(yīng)用材料、泛林、科磊等美國設(shè)備商獲利頗豐，其25—30%的營收源自大陸市場），對于這些年走下坡路的日本半導(dǎo)體設(shè)備商而言無異于久旱逢甘霖，如果沒有美國的禁令，商業(yè)利益會促使日本企業(yè)通過各種手段向中國大陸出售半導(dǎo)體設(shè)備。未來，日本大概率會采取相對靈活的政策，既把錢掙了，又不過度得罪中美。

另外，先進(jìn)工藝標(biāo)準(zhǔn)的確定是一個(gè)問題。過去，行業(yè)里用柵長來給工藝命名。但在進(jìn)入Finfet時(shí)代后，柵長做到20nm就很難再往下做了，于是通過3D堆疊的方式提升晶體管密度。當(dāng)晶體管布局從2D變成了3D，過去用柵長來命名的方式就不合時(shí)宜了。

三星、臺積電的工藝命名都堪稱是文字游戲，臺積電、三星這些所謂的5nm、7nm、10nm芯片的柵長壓根達(dá)不到5nm、7nm、10nm，工藝名稱是晶圓廠自己取的。據(jù)傳，當(dāng)時(shí)臺積電16nm工藝最初是命名是20nmFinfet，但由于三星自稱是14nmFinfet，臺積電只能跟著三星的節(jié)奏自稱是16nmFinfet，因而鬧出了三星14nm工藝不如臺積電16nm工藝的笑話。也正是因此，英特爾提出應(yīng)當(dāng)用晶體管密度來衡量制造工藝，而不是沿用過去的XX nm工藝。

由于三星、臺積電通過制造工藝命名大法贏得了甜頭，使其根本不愿意拋棄這套玩法，反而劣幣驅(qū)逐良幣，逼迫英特爾只能跟著臺積電、三星的節(jié)奏走，放棄了其10nm+++的命名方式，也玩起了Intel 7、Intel 4這樣掛羊頭賣狗肉的命名方式。由于各家工藝名稱和實(shí)際性能不一致，這就使制定統(tǒng)一的限制標(biāo)準(zhǔn)變得比較麻煩。只能用比較寬泛的標(biāo)準(zhǔn)來衡量，這樣一來，就有了操作的余地。

針對設(shè)備進(jìn)行限制在操作上也非常麻煩，就光刻機(jī)而言，光源大致可以分為5代，分別是G線、I線、KrF、ArF、EUV。目前，國內(nèi)現(xiàn)有的以ArF為光源的光刻機(jī)配合刻蝕、薄膜設(shè)備，其實(shí)可以加工5nm芯片，即便是使用KrF的光刻機(jī)也能加工到14nm。因此，先進(jìn)半導(dǎo)體設(shè)備如何界定就是一個(gè)問題，如果只禁EUV光刻機(jī)，中國企業(yè)可以用ArF光刻機(jī)加工5nm芯片，如果把ArF光刻機(jī)列入限制范圍，中國企業(yè)依然可以用KrF的光刻機(jī)加工14nm芯片，無非是效費(fèi)比不高，并不是沒東西用。

如果對ArF、KrF光刻機(jī)都進(jìn)行限制，先不提KrF光刻機(jī)已經(jīng)是老技術(shù)，談不上先進(jìn)。就這種限制范圍來看，存在打擊面太廣的問題，這會使歐洲和日本設(shè)備商徹底失去了全球最大單一市場，蒙受巨額利益損失，只要沒有極其嚴(yán)厲的政治風(fēng)險(xiǎn)，歐洲和日本廠商有很強(qiáng)的動(dòng)機(jī)，通過一些方式繞過合規(guī)性審查向中國出口設(shè)備，正如最近幾年歐美日韓半導(dǎo)體企業(yè)在中美貿(mào)易戰(zhàn)中的做法。

結(jié)語

短期來看，即便是最為糟糕的結(jié)果，即美日荷徹底禁止先進(jìn)半導(dǎo)體設(shè)備的出口，大陸晶圓廠無非是無法擴(kuò)產(chǎn)，對已建成的晶圓廠影響不大。當(dāng)下，西方并沒有對半導(dǎo)體設(shè)備零部件設(shè)出口限制，我們可以設(shè)立貿(mào)易公司或?qū)ｉT找OEM渠道去采購相關(guān)零部件和耗材，由于很多零部件本身也不是設(shè)備商自己生產(chǎn)，而是從全球采購的，這就使管控難度大幅增加，很多零部件生產(chǎn)商無法預(yù)知自己的零件會被用到什么地方，我們完全可以用這種方式保障關(guān)鍵零件和耗材的供應(yīng)，即便國內(nèi)個(gè)別晶圓廠已經(jīng)被美國列入制裁名單，也可以通過這種方式維持現(xiàn)有的生產(chǎn)線的正常運(yùn)營。

長遠(yuǎn)來看，還是要不斷提升產(chǎn)線國產(chǎn)化比例，以十年磨一劍的毅力構(gòu)建紅色產(chǎn)業(yè)鏈。這個(gè)過程會非常漫長，但非常鍛煉國內(nèi)企業(yè)的技術(shù)能力，而且這個(gè)過程是先慢后快，發(fā)展后勁十足，建成全國產(chǎn)的28nm產(chǎn)線可能還需要5至8年時(shí)間，但之后構(gòu)建14nm、7nm全國產(chǎn)產(chǎn)線則會加速。正所謂慢工出細(xì)活，對于全國產(chǎn)生產(chǎn)線，不宜以“沸騰體”的心態(tài)去要求，而要抱著十年磨一劍的心態(tài)去期待。

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